액체침투탐상검사

왜 배우는가: 액체침투탐상검사는 표면 개구 결함을 가장 저렴하게 찾는 방법이라 현장에서 널리 쓰이고, 용접부 검사 문항으로 여러 회차에 반복 출제되므로 원리와 단계를 정확히 정리해야 한다.

출제 이력: 제120회 3교시 6번, 제117회 2교시 2번, 제93회 1교시 8번, 제90회 2교시 4번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

액체침투탐상검사는 표면에 열린 결함에 침투액을 모세관 현상으로 스며들게 한 뒤 현상제로 끌어내어 결함 지시모양을 관찰하는 비파괴검사법이다.

• 액체침투탐상검사(Liquid Penetrant Testing, LPT)
• 모세관 현상(Capillary Action)
• 침투제(Penetrant)
• 유화제(Emulsifier)
• 현상제(Developer)
• 세척(Removal of Excess Penetrant)
• 형광침투탐상과 염색침투탐상
• 표면 개구 결함

2. 개념 풀이

쉬운 말로 풀면, 표면에 난 아주 가는 틈에 액체를 스며들게 하고, 표면의 남은 액체를 닦은 뒤 흰 분말을 덮어 스며나온 액체의 색이나 형광을 보는 검사다. 정식으로는 제품 표면의 열린 불연속부에 침투액을 적용하고 과잉 침투액을 제거한 후 현상제로 결함 속 침투액을 표면으로 흡출시켜 지시모양을 관찰하는 방법이다.

핵심 원리는 모세관 현상이다. 액체의 표면장력과 적심성에 의해 좁은 틈으로 액체가 빨려 들어간다. 결함 폭이 좁을수록 침투가 강하게 일어나 감도가 높아진다. 침투 후 과잉 침투액은 물 세척이나 용제 세척으로 제거하고, 결함 속 액체만 남긴다.

침투제는 형광 성분의 유무에 따라 형광침투제와 염색침투제로 나뉜다. 형광침투제는 자외선등 아래에서 황록색 형광으로 보이고, 염색침투제는 백색광에서 적색 지시로 보인다. 형광침투의 감도는 염색침투보다 높다. 세척 방식은 수세성, 후유화성, 용제제거성으로 나뉘며, 현상 방식은 건식, 습식, 속건식, 무현상법이 있다.

시험 온도는 침투제 사양이 정한 적정 범위가 적당하다. 이 범위를 벗어나면 침투액의 점도와 표면장력이 바뀌어 침투 시간과 감도가 달라진다.

3. 등장 배경과 필요성

금속 표면의 균열과 기공은 육안으로 찾기 어렵다. 자분탐상은 강자성체에만 적용되므로, 알루미늄·스테인리스 같은 비자성 금속과 플라스틱, 세라믹 같은 비금속에는 쓸 수 없다. 이 한계를 보완하려고 침투탐상이 쓰인다.

침투탐상은 용접품, 단조품, 주강품에서 표면 균열을 찾는 데 주로 쓰인다. 장비가 간단하고 비용이 적게 들어 현장 적용성이 높다. 다만 표면으로 열리지 않은 내부 결함은 검출할 수 없으므로, 방사선투과시험이나 초음파탐상과 상호 보완하여 쓴다.

국내 배관 용접부 검사 기준에서도 자분탐상이 어려운 재료에 대해 침투탐상을 대체 수단으로 허용하는 규정이 있어, 실무에서 필요성이 확인된다.